Основные этапы использования вещества и энергии в экосистемах.
Жизнь на Земле сущ-ет за счет солнечной энергии, которая через растения как бы передается всем организмам.
Энергия передается от организма к орг-му, создающих пищевую или трофическую цепь: от автотрофов, продуцентов (создателей) к гетеротрофам, консументам (пожирателям) и так 4-6 раз с одного трофич ур-ня на другой. Трофическая цепь (цепь питания) – это цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим.
Трофический уровень – это место каждого звена в пищевой цепи. Первый троф ур-нь – это продуценты, все остальные – консументы. 2ой тр ур – это растительноядные консументы, 3ий – плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами, 4й – консументы, потребляющие других плотоядных и т.д. => консументов можно разделить по ур-ням: консументы первого, 2го, 3го и т.д. порядков.
По функции в пищевой цепи: продуценты – создают орг. в-во, потребляемое остальными, автотрофы; консументы – потребители орг. в-ва – травоядные, плотоядные, всеядные; редуценты – разлагают мертвое орг. в-во до неорг. в-в и возвращают его в нежив. природу.
Примеры цепей питания:
травалиса,
опавшие листья насекомые птицы,
сельскохозяйственная цепь – трава корова человек,
в водоеме – фитопланктон зоопланктон плотва щука.
Пищевая цепь - это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
Энергетические превращения осуществляются по законам термодинамики – энергия переходит из одной формы в другую, но не исчезает и не появляется. Живые системы открыты для обмена энергией. Извне поступает даровая энергия солнца. В живых системах есть компоненты, обладающие механизмом улавливания, концентрации и рассеивания энергии (увеличение энтропии). Процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией, он ведет к уменьшению энтропии.
Фотосинтез – синтез сахара из неорганических веществ – CO2 и H2O, при помощи солнечной энергии. 6CO2 + 12H20 (2816 Дж, хлорофилл) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Поток энергии в экосистеме: трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь - это основной канал переноса энергии в пищевых системах.
Энергия тратится: большая часть – на метаболизм; образование тканей и органов, запас питательного вещества (рост); выделение экскрементов; рассеивание в виде тепла при химических реакциях и активной мышечной работе.
В конечном итоге вся энергия выделяется в виде тепла. При переходе с одного трофического уровня на другой теряется большая часть энергии (около 90%), на каждый следующий уровень передается около 10%. Значительная часть гетеротрофов питается мертвой органикой.